鱼塘控制系统

1、鱼塘生态养殖鱼塘生态养殖控制系统设计控制系统设计120210120210班班陈登弟陈登弟 120210103 120210103目目 录录前期调研前期调研2项目方案项目方案3项目总结项目总结4设计要求设计要求11.设计要求设计要求 1亩面积的鱼塘饲养亩面积的鱼塘饲养2万条鱼，夜晚无人值守，要求万条鱼，夜晚无人值守，要求自动投食、检测水质，价格便宜、尽量节约电能，出自动投食、检测水质，价格便宜、尽量节约电能，出现问题能给出报警信息。现问题能给出报警信息。2.前期调研前期调研 池塘生态养鱼是一种养殖水面相对狭小池塘生态养鱼是一种养殖水面相对狭小 、人工可、人工可控度高的人工生态系统控度高的人工生态

2、系统 。由于与外界水体交换少。由于与外界水体交换少 ，适，适宜不同栖息习性和食性宜不同栖息习性和食性 的品种混养的品种混养 ，且饵料充足，且饵料充足 ，利用水体充分利用水体充分 ，甚至还可使用施肥的方法来培育天然，甚至还可使用施肥的方法来培育天然饵料等特点，形成了一个集约化程度高饵料等特点，形成了一个集约化程度高 、资源利用充、资源利用充分分 、物质和能量循环速度快、物质和能量循环速度快 、产出能力大、产出能力大 、相、相 对封对封 闭的生态一经济循环系统。所以为了提高经济效益，闭的生态一经济循环系统。所以为了提高经济效益，增加投入产出比，对鱼塘更有效的控制越来越成为现增加投入产出比，对鱼塘更

3、有效的控制越来越成为现代化养殖模式的必要。代化养殖模式的必要。鱼塘主要用途鱼塘主要用途一般分类一般分类池塘类网箱类湖湾类 池塘混合养池塘混合养殖，水中有机物殖，水中有机物多，形成良好的多，形成良好的生态循环系统。生态循环系统。 网片制成的网片制成的箱笼养鱼，水质箱笼养鱼，水质清新，可高密度清新，可高密度精养，以浮式较精养，以浮式较多。多。 水域广，水深水域广，水深大，水质良好，大，水质良好，适宜于大规模养适宜于大规模养殖，同时适合于殖，同时适合于养殖大型鱼类，养殖大型鱼类，及多鱼种混养。及多鱼种混养。鱼塘主要设备类型鱼塘主要设备类型( 增氧机增氧机)射流式增氧机射流式增氧机叶轮式增氧机叶轮式增

4、氧机水车式增氧机水车式增氧机喷水式增氧机喷水式增氧机鱼塘其他设备鱼塘其他设备停电报警器停电报警器投饵机投饵机溶氧监测控制器溶氧监测控制器鱼塘主要技术指标鱼塘主要技术指标（一）温度温度 不同鱼类对水温的要求不同。鲢、鳙、草、鲤、团头鲂等属温水鱼类，适宜生活的水温为2030。罗非鱼属热带鱼类，适宜水温为2534。（二） 含氧量含氧量 一般鱼类适宜的溶氧值为3毫克/升以上。（三） 投饲投饲 投饲要与水温相结合，并且还要定点投饲。在水温低于15,投饲率为1%，在水温介于16到19之间,投饲率为1.8%，在水温介于20到23之间日,投饲率为2.3%。鱼塘主要控制对象鱼塘主要控制对象（一）温度测量温度测量

5、 实现24小时实时温度测量和报警。（二）溶氧量测量和调节溶氧量测量和调节 通过增氧设备实现溶氧量调节， 定时进行溶氧量测量，不足时报警。（三）自动开启和关闭投饵机自动开启和关闭投饵机 通过定时的开启和设定饲喂量的方式实现。本次鱼塘结构剖面图本次鱼塘结构剖面图设计输出设计输出规划规划输出输出设备用途设备用途基本指标基本指标详细参数详细参数能测量反映温度，且增氧机能根据能测量反映温度，且增氧机能根据实际检测器检测的情况，适时调整实际检测器检测的情况，适时调整鱼塘含氧量，投饵机根据设定时间鱼塘含氧量，投饵机根据设定时间和数量投放饵料，超出设定警戒量和数量投放饵料，超出设定警戒量后，能向外界发出警报。

6、后，能向外界发出警报。 鱼塘面积鱼塘面积1亩，水深一米五，亩，水深一米五，饲养饲养2万条鱼万条鱼。要求能。要求能 24小时实小时实时监控，且夜晚无人值守，且超时监控，且夜晚无人值守，且超过限定值后发出警报。过限定值后发出警报。水温：水温： 2030.含氧量：含氧量： 3毫克毫克/升以上升以上.Ph： pH值为值为7.08.5投饲比率：投饲比率： 15,投饲率为投饲率为1%，在水温在水温16到到19,投饲率为投饲率为1.8%，在水温在水温20到到23,投饲率为投饲率为2.3%投铒时间：每投铒时间：每3小时投饲一次。小时投饲一次。警戒值警戒值:小于小于30度。小于度。小于 3毫克毫克/升升3.项目

7、方案项目方案设计框图设计框图器件选型器件选型原理图、接线图原理图、接线图设计框图设计设计框图设计 温度传感器温度传感器（）接触式温度传感器（）接触式温度传感器1常用热电阻常用热电阻 范围：范围：-260850；精度：；精度：0.001。改进后可连续工作。改进后可连续工作2000h，失效率小于，失效率小于1，使用期为，使用期为10年。年。2管缆热电阻管缆热电阻 测温范围为测温范围为-20500，最高上限为，最高上限为1000，精度为，精度为0.5级。级。3陶瓷热电阻陶瓷热电阻 测量范围为测量范围为200+500，精度为，精度为0.3、0.15级。级。4超低温热电阻超低温热电阻 两种碳电阻，可分别

8、测量两种碳电阻，可分别测量268.8253-272.9272.99的温度。的温度。5热敏电阻器热敏电阻器 适于在高灵敏度的微小适于在高灵敏度的微小温度测量温度测量场合使用。经济性好、价格便宜场合使用。经济性好、价格便宜。 温度传感器温度传感器（二）非接触式温度传感（二）非接触式温度传感l辐射高温计辐射高温计 用来测量用来测量 1000以上高温。分四种：以上高温。分四种：光学高温计光学高温计、比色高温计、辐射高、比色高温计、辐射高温计和光电高温计。温计和光电高温计。2光谱高温计光谱高温计 前苏联研制的前苏联研制的YCII型自动测温通用光谱高温计型自动测温通用光谱高温计,其测量范围为其测量范围为4

9、006000,它是采用电子化自动跟踪系统它是采用电子化自动跟踪系统,保证有足够准确的精度进行自动测量。保证有足够准确的精度进行自动测量。 3超声波温度传感器超声波温度传感器 特点是响应快特点是响应快(约为约为10ms左右左右)，方向性强。目前国外有可测到，方向性强。目前国外有可测到5000 的产品。的产品。4激光温度传感器激光温度传感器 适用于远程和特殊环境下的适用于远程和特殊环境下的温度测量温度测量。如。如NBS公司用公司用氦氖激光氦氖激光源的源的激光做光反射计可测很高的温度，精度为激光做光反射计可测很高的温度，精度为1。美国麻省理工学院美国麻省理工学院正在研制一种激光温正在研制一种激光温度

10、计，最高温度可达度计，最高温度可达8000，专门用于核聚变研究。瑞士，专门用于核聚变研究。瑞士Browa Borer研究中心用激光研究中心用激光温度传感器可测几千开温度传感器可测几千开(K)的高温。的高温。 含氧量传感器含氧量传感器测量范围：测量范围：01000ug/L；020.00mg/L（自动切换）；（自动切换）；060；分分 辨辨 度：度： 0.1ug/L；0.01mg/L；0.1；基本误差：基本误差：ug/L：1.0%FS；mg/L：0.5%FS，温度：，温度：0.5；重重 复复 性：性： 0.5%FS；稳稳 定定 性：性： 1.0%FS；温度补偿：温度补偿： 060，25为基准；为基

11、准；响应时间：响应时间：60秒（终值的秒（终值的98%，25）37：98%终值终值20秒；秒；溶解氧检测仪溶解氧检测仪溶解氧测定仪溶解氧测定仪-BOD测定仪测定仪Di BSB31PH传感器传感器ph传感器是用来检测被测物中氢离子浓度并转换成相应的可用输出传感器是用来检测被测物中氢离子浓度并转换成相应的可用输出信号的传感器，通常由化学部分和信号传输部分构成。信号的传感器，通常由化学部分和信号传输部分构成。ph传感器常传感器常用来进行对溶液、水等物质的工业测量。用来进行对溶液、水等物质的工业测量。单片机系统设计单片机系统设计单片机最小系统晶振、复位、电源、按键显示器件显示器件7段码段码米字管米字管

12、字符液晶字符液晶点阵液晶点阵液晶串口通讯串口通讯128128* *6464点阵点阵 键盘接口电路设计键盘接口电路设计 键盘接口电路如下：键盘接口电路如下： 通过键盘接口电路可以传输不同开关量，从而控制外部设备，通过键盘接口电路可以传输不同开关量，从而控制外部设备，达到需要控制的效果达到需要控制的效果 报警器电路设计报警器电路设计简介：简介： 1KHZ 方波从单片机输出口输出方波从单片机输出口输出0.2 秒，接着秒，接着0.2 秒从输出秒从输出口输出电平信号，如此循环下去，就形成我们所需的报警声了。口输出电平信号，如此循环下去，就形成我们所需的报警声了。1. 把把“单片机系统单片机系统”区域中的

13、输出端口用导线连接到区域中的输出端口用导线连接到“音音频放大模块频放大模块”区域中的区域中的SPK IN 端口上，端口上，2. 在在“音频放大模块音频放大模块”区域中的区域中的SPK OUT 端口上接上一个端口上接上一个8 欧或者是欧或者是16 欧的喇叭。欧的喇叭。控制系统电路图控制系统电路图控制系统电路简介控制系统电路简介简介：（1） 通过RV1及RV2两传感器测量含氧量与温度信息，通过ADC0809进行A/D转换后输入到C51进行数据处理，同设定允许值对比，并通过数码显示。（2） 若示值超出限定，则C51输出信号通过P2.0控制报警器以及P2.2控制指示灯闪烁，通知管理人员处理。（3） 同

14、时通过设定程序通过P2.3控制投饲机投饲料。（4）通过以上处理即可以达到设定要求，关键部分在于编制匹配合适的单片机程序。这里还需要后续的技术准备。通讯器件通讯器件片片 片片内内 外外通讯转换芯片I2CSPIUSARTCANZigbee2G、3GMax232、Max485、Mcp2551存储、编程及其它附件存储、编程及其它附件使用片内EEROM使用芯片自带编程口上拉电阻、光耦器件、电瓶转换器件、输出三极管、续流二极管印制板原理图印制板原理图主板主板采集器采集器1采集器采集器2内部内部开关量输入开关量输出时钟断电计时按键输入液晶显示通讯通讯无线CAN芯片和传感器IIC芯片专用口编程 鱼塘ph，温度

15、采集含氧量采集含氧量采集印制板实物图印制板实物图液晶液晶显示显示按键按键输入输入无线无线输入输入2G通讯通讯手机手机卡槽卡槽USB编程编程PIC单片机单片机数字数字输入输入数字数字输出输出RS485通讯通讯CAN总线总线背光背光调节调节CO2测试测试电源电源输入输入温湿度温湿度输入输入控制器箱体控制器箱体故障处理故障处理 内部报警信号6种 水温上限报警 水温下限报警 ph上限报警 ph下限报警 溶氧量上限报警 溶氧量下限报警序号问题原因及处理办法1运输后电缆虚接原因：运输震动导致松动。处理：到货时检查，人工拉拽。2运输后手动按钮不动作原因：1运输震动导致按钮触电接触不良2运输震动导致按钮损坏3运输震动导致按钮松动处理：断电使用万用表检查按钮触点通断原因：端子排的外部传感器常闭触点是否短接处理：连接短接线3运输后时间不正确原因：运输过程中震动导致时钟断电处理：重新初始化，设定时间。4传感器显示不准确原因：温度精度范围为0.3%到1% 温度精度范围为1%到3%处理：多个传感器是